[STM32 ] RTC 实时时钟的系统时间维护

STMCU-管管 · 2020-12-04T06:27:10+00:00

[STM32 ] RTC 实时时钟的系统时间维护0 j5 m s- _- ^& ]9 r& b3 ] $ B6 k- [6 Z; ]1 E5 mSTM32内部带有RTC时钟，可以使用内部LSI和外部晶振LSE提供时钟源。2 g- L, r/ J1 T 1 E& v: v2 \% e6 {5 X4 [6 w 9 N# ]7 A( _" g( Y% ^ Z2 a LSI：单片机内部的晶振，受外部环境影响比较大，比如温度等因素；大概40Khz左右；: e+ E7 y3 t# k' ~ - t/ s) p; i( {& @1 W& T' x " H4 H: i, B/ u) ]LSE：外接32.768KHz的晶振，比较稳定；2 w: E, q$ P% d# y- q - K7 m8 V7 g) n % M6 D# J4 s, h* F% z软件可配置选择时钟源，可判断识别是否起振。 + S2 J! `! x& j' I( }# K- ^* q, _! O6 p" L! R9 L 驱动：! u, G- T9 A* Z8 r6 Q , ]% F9 @/ `0 T. g8 S9 r2 F 8 C/ [9 M! U `; W1、首先要启动对应的时钟, r3 f3 _, ^2 T7 n( A W: C E: E7 m % x) L4 k1 b( `: d3 X. h) S : E$ K0 O9 O8 z' I+ I& A/ ERCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);6 z! x, Y& [( k% \8 @0 R X+ V3 M 9 K9 M) t' y2 v2 |3 I. ~ 8 x0 w8 |# | e8 ~' H 2、使能RTC功能 # n. e5 ^. M U4 i2 h/ o 2 ~% f" c* o9 [6 r$ L ' }& @, L0 {8 `$ T. RPWR_BackupAccessCmd(ENABLE);- p. N" i6 X% ^, f- y* t# c# H' _ ' j7 @% M5 }0 p2 O) S2 ?0 t 2 Q6 [0 O/ r4 |9 B0 l3、配置时钟 " D7 m" I V2 ^% m7 V& B, Q, ~, [$ ~! O. ?+ n& k& o / m, g6 f* b8 [" }1 n RCC_LSICmd(ENABLE); //内部晶振 4 V, T, n @/ P- U) x ' t6 O! {% `/ j3 W9 V- _$ h 7 Z; Z E% q1 ?2 \RCC_LSECmd(ENABLE); //外部晶振' n0 \* w( j# ?: `$ D " S, {( c7 ~: c- g4 ? 7 {/ H- f: k2 X/ [. V读取LSE状态# M. G. f& z2 F' P" M! ^: p7 i * w! O( T7 p0 S 1 E3 G! ?5 z# ^ V ?# b4 PRCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY) % N/ i Z* [2 u3 I" v/ a 6 g5 M9 B, f* H & U" c5 t* B a+ _读取LSI状态8 `5 ?3 x2 C1 G1 w 9 X: ~0 v( ?( t# ^ J d G$ y 7 b w3 I& Z3 S+ N5 ]$ e4 y9 r RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)" u6 t4 }2 y+ b1 Z% Q4 C$ S1 f 5 P( B" D, C( K8 F0 g: k$ { ( s/ _/ Q: v2 a& S y, O/ ^4、操作RTC所有寄存器之前需要先确定总线为空闲才能操作成功；$ j7 h5 B. q/ u! m ; I! @8 p- u% ~( \: D# j; } " t! ~' c( F; V1 Q0 S# bRTC_WaitForSynchro();//等待上一个指令执行完成；8 q, W5 n+ \& |6 }4 v + @; h9 \" q5 i ( _# N; B( `# a9 M$ G 5、初始化配置属性% Q* P- V6 D6 X3 A% L7 w W " a0 r% f* a0 k, }0 | ; n: l' |$ f6 i& Y& Y1 T //软件对时钟进行校准,HSE 按照32.768KHZ接入，公式如下： 5 p1 ^! b( s$ V- w: @3 H' T- ? E 4 _7 b5 G, @& ]* |7 u4 d" P+ n , m0 m5 p# o# Y9 i6 A, t; } uwAsynchPrediv = 0xFF& C7 k2 i0 _$ s; L- T, @ " J5 @7 Q8 E3 i; ^9 d - `! R, X3 X: B/ u uwSynchPrediv = 0x7F : t$ J# W$ s3 [$ @% t1 \& b, x6 i# g2 p, ^ : z6 L2 P, h$ I: a ck_spre(1Hz)=RTCCLK(LSE)/(uwAsynchPrediv + 1)*(uwSynchPrediv+1)5 X# ?: z5 _6 S% F$ C& k& ~ & H: r ~4 i: N% }+ Y / H1 K2 B5 k) [ RTC_InitStructure.RTC_AsynchPrediv=uwAsynchPrediv; % |! P+ S; `( X! P9 s, h" Z% v' _+ ]1 e, m/ u% v3 w Q/ b6 Y . t- o1 g- i: O4 \9 t, V RTC_InitStructure.RTC_SynchPrediv=uwSynchPrediv;( F8 p! t, h8 I9 [, {# p ! L! I3 m" J# ?0 p6 d; j+ W //24/12小时制 * T! ] y" Q+ j7 q& \# c ) }' ~9 F1 f, [; ~1 t9 B + N& h- E, R( z7 GRTC_InitStructure.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24; 7 o$ {4 k+ i% W# E) {. M& I " T5 J' T7 c0 M- w) k& i( J5 U) E& |' L" P+ L RTC_Init(&RTC_InitStructure); " k: }) l2 k3 o$ \5 {4 y- H a4 [7 V0 W N0 D : S0 l# f" |6 g/ v- S0 p6、时钟在不掉电的情况下只需要初始化一次即可，程序复位防止多次初始化，在BAK区域写初始化标志，可解决；1 B9 {+ E* u% E; }. r- J* V* s * F+ L4 R4 D' i$ r$ } ' S) }/ [0 v+ g& y! y! S RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0, 0x32F2);# j0 m6 C8 ]7 ~. ^1 S9 W2 K % Y* n! y, @ R7 ^ 初始化前，读取RTC_BKP_DR0，查看是否为0x32F2，如果是，表示已经初始化成功。 " F" H$ q; p3 u5 H9 K0 q: r. d# Y d) x# |9 f- ^+ a% j0 m5 | " L7 X6 x& X9 H; [! C' k; } if (RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x32F2) 9 I6 X6 z& j# D' T2 m4 B, r8 b& |' {) @$ L9 M$ n" e 7、读取日期时间9 W, ]# l" u& R5 R8 Z* A. B: N # x K" b4 ?+ R+ a$ G " V! I0 X) F0 Z* ~: G RTC_GetTime(RTC_Format_BIN, &RTC_TimeStructure); 6 f8 p+ d" o0 x" ~8 g2 r6 I, N/ n6 [3 h( Z ! p$ I. p; g. E2 I1 o 8、写入日期时间" V/ }5 [: n4 H3 x8 ] 4 p, W2 I% @6 | $ R& f) b& v6 e4 z( q, w5 v RTC_SetTime(RTC_Format_BCD, &RTC_TimeStructure); : \/ Y5 v* V( Y1 V# m/ d* T/ F _1 r6 ~" F) | , G. H7 d8 M8 D5 f4 t& z& T/ E0 m9 _1 |6 V" A; T" q% t9 h+ H 3 B+ _! V3 v9 V* [ + U8 y- F; O0 g% i2 T : }( {1 F( b0 N0 F+ }$ `( T: F下面为此篇文章的重点 " z+ H1 n; c& ~5 g 3 S o# ~7 D3 b3 ]: ^$ p " L8 l; a8 Y' L$ v系统里面保存事件或者打印信息，都带有时标，不可能每次都去操作MCU的总线去读取RTC寄存器获取；或者是外部RTC芯片8025，IIC接口；& |2 z8 Z# v; ^ w+ w/ U, M ; z3 [: b0 x* \* R/ b- `0 w+ w! T' T! G, d. ^ 直接操作硬件缺点如下：- \6 V7 F, F, d3 e 2 L' @* { V4 R {1 r . @2 R& \; i i 1、直接从硬件中获取事件，精度很难取到ms级别，芯片最小刻度为秒；$ d1 h' V% L& B% I f( T' j 2、操作总线占用系统资源，降低MCU性能； : Y8 C6 r3 y. ], |5 i" j6 z. i/ n; n) L$ r: p( d' e4 {) H5 l ' J: v0 B; B* C, a$ K5 | 为解决这个事情，需要系统中有个维护软时钟功能，接替RTC的走时； . G) w9 Z1 K2 r; f( Z( T; r' d4 n1 }& X : q& p6 S( j3 Y1 X 具体做法为： - _. a( F2 @% M ) {" e- X3 L2 R- o 2 ^0 ]' q) W1 e$ ?: J1、开启定时器，具体根据需求定义周期，可开启一个1ms定时器； : h! U. m* w5 ?& E* p2、软时钟1ms累加计数，1S=1000ms；累加到1000，秒数加1；: `% b9 V0 H& I* {8 R1 R, x 3、防止走时误差大，一小时建议同步一次时钟，从硬件RTC中，把时间读取一次到软时钟同步；2 ~( Q: g8 u8 h& w. I: Q e2 n4 k* Q. Q( L. o

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STMCU-管管发布时间：2020-12-4 14:27

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[STM32 ] RTC 实时时钟的系统时间维护

STM32内部带有RTC时钟，可以使用内部LSI和外部晶振LSE提供时钟源。

LSI：单片机内部的晶振，受外部环境影响比较大，比如温度等因素；大概40Khz左右；

LSE：外接32.768KHz的晶振，比较稳定；

软件可配置选择时钟源，可判断识别是否起振。

驱动：

1、首先要启动对应的时钟

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PWR, ENABLE);

2、使能RTC功能

PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);

3、配置时钟

RCC_LSICmd(ENABLE); //内部晶振

RCC_LSECmd(ENABLE); //外部晶振

读取LSE状态

RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSERDY)

读取LSI状态

RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_LSIRDY)

4、操作RTC所有寄存器之前需要先确定总线为空闲才能操作成功；

RTC_WaitForSynchro();//等待上一个指令执行完成；

5、初始化配置属性

      //软件对时钟进行校准,HSE 按照32.768KHZ接入，公式如下：

   uwAsynchPrediv = 0xFF

   uwSynchPrediv = 0x7F

ck_spre(1Hz)=RTCCLK(LSE)/(uwAsynchPrediv + 1)*(uwSynchPrediv+1)

RTC_InitStructure.RTC_AsynchPrediv=uwAsynchPrediv;

RTC_InitStructure.RTC_SynchPrediv=uwSynchPrediv;

      //24/12小时制

RTC_InitStructure.RTC_HourFormat = RTC_HourFormat_24;

RTC_Init(&RTC_InitStructure);

6、时钟在不掉电的情况下只需要初始化一次即可，程序复位防止多次初始化，在BAK区域写初始化标志，可解决；

RTC_WriteBackupRegister(RTC_BKP_DR0, 0x32F2);

初始化前，读取RTC_BKP_DR0，查看是否为0x32F2，如果是，表示已经初始化成功。

if (RTC_ReadBackupRegister(RTC_BKP_DR0) != 0x32F2)

7、读取日期时间

RTC_GetTime(RTC_Format_BIN, &RTC_TimeStructure);

8、写入日期时间

RTC_SetTime(RTC_Format_BCD, &RTC_TimeStructure);

下面为此篇文章的重点

系统里面保存事件或者打印信息，都带有时标，不可能每次都去操作MCU的总线去读取RTC寄存器获取；或者是外部RTC芯片8025，IIC接口；

直接操作硬件缺点如下：

1、直接从硬件中获取事件，精度很难取到ms级别，芯片最小刻度为秒；
2、操作总线占用系统资源，降低MCU性能；

为解决这个事情，需要系统中有个维护软时钟功能，接替RTC的走时；

具体做法为：

1、开启定时器，具体根据需求定义周期，可开启一个1ms定时器；
2、软时钟1ms累加计数，1S=1000ms；累加到1000，秒数加1；
3、防止走时误差大，一小时建议同步一次时钟，从硬件RTC中，把时间读取一次到软时钟同步；